傘曉廣，李 雪，孟 丹，高恩軍

(沈陽化工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110142)

目前高校教師教學(xué)任務(wù)重、科研壓力大、加之學(xué)校日常工作處理，導(dǎo)致教師分身乏術(shù)。另一方面，本科生在課堂之后，師生溝通不暢，課后輔導(dǎo)不及時(shí)，對(duì)教師產(chǎn)生誤解。以上問題是困擾當(dāng)前高校教育的瓶頸之一，也是高校教師和學(xué)生的主要矛盾之一[1-2]。研究生在學(xué)習(xí)和研究階段注重理論研究而與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，導(dǎo)致其在學(xué)習(xí)階段迷茫、困惑，在就業(yè)和未來工作階段力不從心[3]。如何正確的解決這一矛盾，是當(dāng)前教育教學(xué)工作者共同研究和探討的熱門課題，也是諸多高校急待解決的棘手問題。

我校高度重視以上教育上存在問題，建立了“本科生-碩士生-導(dǎo)師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式，并將其應(yīng)用于碳一化工相關(guān)教育教學(xué)，有效的緩解了上述問題。該教學(xué)模式將相關(guān)專業(yè)本科生分組，分別納入碳一化工相關(guān)教師的研究體系當(dāng)中，讓其在課后參與到教師科研課題當(dāng)中，達(dá)到學(xué)以致用，并能夠和教師保持良好的溝通渠道。碩士研究生起到承上啟下的作用，在協(xié)助導(dǎo)師指導(dǎo)本科生在理論學(xué)習(xí)和科學(xué)研究過程中，有效的緩解導(dǎo)師教學(xué)壓力，同時(shí)強(qiáng)化對(duì)自己研究?jī)?nèi)容的理解。在充分的掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師帶領(lǐng)自己的科研“家庭成員”分散式深入到學(xué)校國家級(jí)碳一化工為基礎(chǔ)的“化工過程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”和“彰武金源化工有限公司”、“高化學(xué)碳一化工研究所有限公司”等教學(xué)實(shí)踐基地。避免學(xué)生集中扎堆式實(shí)踐學(xué)習(xí)造成的“看不到、進(jìn)不去、不能碰、搞不清”等問題。有效的訓(xùn)練學(xué)生與企業(yè)聯(lián)系、溝通，讓學(xué)生積累工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、了解碳一化工行業(yè)動(dòng)態(tài)，與時(shí)俱進(jìn)、知行合一，培養(yǎng)碳一化工領(lǐng)域?qū)嵱眯腿瞬?。“?碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式，注重學(xué)生的碳一化工理論基礎(chǔ)，通過研究生為紐帶承上啟下，以工廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地為依托提高學(xué)生生產(chǎn)實(shí)踐能力，有效緩解教師教學(xué)、科研之間的矛盾，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力，建立一種和諧的家庭化培養(yǎng)氛圍。

圖1 “本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式 在碳一化工教學(xué)中的應(yīng)用

1 “本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式在理論教學(xué)中的應(yīng)用

碳一化工，即：以一個(gè)碳原子的化合物(CO、CO2、甲烷、甲醇等)為原料合成化學(xué)產(chǎn)品，而研究這類催化反應(yīng)及應(yīng)用的科學(xué)稱之為碳一化工[4]。該課程是沈陽化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的主干專業(yè)課之一，是該專業(yè)煤化工方向的特色專業(yè)課程。傳統(tǒng)的教學(xué)方式著重介紹六大類化工產(chǎn)品性質(zhì)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、主要生產(chǎn)工藝等知識(shí)，在常規(guī)課堂中灌輸給學(xué)生，隨之在期中和期末進(jìn)行理論知識(shí)考試[5]。傳統(tǒng)教育方式的理論性較強(qiáng)、考試方式單一，學(xué)生在缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上理解困難，知識(shí)枯燥，學(xué)習(xí)易浮于表面，理論是實(shí)踐脫節(jié)、并且與現(xiàn)代發(fā)展前沿相脫節(jié)，師生溝通少。如何有效的開展該課程教學(xué)，一直是教學(xué)研究中探討的主要問題之一。我們針對(duì)該課程特點(diǎn)，將相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行分組(8人/組)，將每組學(xué)生都納入到不同教師的科研課題組中。讓本科生與研究生對(duì)接，構(gòu)建“本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式。本科生深入了解碳一化工的科學(xué)研究前沿、行業(yè)動(dòng)態(tài)，掌握學(xué)習(xí)目的，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)提高自己的理論知識(shí)的理解力，結(jié)合指導(dǎo)教師的科研課題學(xué)以致用。此外，該培養(yǎng)模式有效的解決了教師和學(xué)生見面少、溝通難的問題。本科生在參與教師科研課題的同時(shí)能夠及時(shí)向教師請(qǐng)教各種相關(guān)課程及專業(yè)知識(shí)，教師也能夠結(jié)合自己的科研內(nèi)容有的放矢，更有效的讓學(xué)生理解相關(guān)專業(yè)知識(shí)，提高教學(xué)效果。研究生將自己所掌握的理論和實(shí)踐知識(shí)講解給本科生，在該過程中強(qiáng)化自己的專業(yè)知識(shí)，調(diào)動(dòng)自身的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，例如在遇到自己不懂的科學(xué)問題時(shí)，會(huì)及時(shí)調(diào)研并與導(dǎo)師溝通從而得到自身的進(jìn)步。本科生和碩士生的對(duì)接也極大的環(huán)節(jié)了教師的教學(xué)科研壓力，提高了教學(xué)效率?！氨?碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式有效的構(gòu)建了本科生、研究生、指導(dǎo)教師之間相互促進(jìn)、教學(xué)相長(zhǎng)、共同進(jìn)步的良好教學(xué)氛圍，在理論教學(xué)過程中起到了積極作用。

2 “本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式在科研教學(xué)中的應(yīng)用

高等學(xué)校開展科學(xué)研究，既是高等學(xué)校的重要職能之一，也是培養(yǎng)人才的有機(jī)組成部分[6]。堅(jiān)持教學(xué)和科研相結(jié)合，引導(dǎo)本科生積極參與科研，培養(yǎng)大學(xué)生的科研創(chuàng)新能力也是當(dāng)前高等教育改革的目標(biāo)之一。傳統(tǒng)的科學(xué)研究模式是以導(dǎo)師和研究生為主體，本科生參與較少。當(dāng)前高校教師尤其是青年教師科研任務(wù)重，研究工作任務(wù)量大，研究生數(shù)量較少，導(dǎo)致科研工作滯后。

“本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式將適當(dāng)數(shù)量的本科生引入到科研體系中，針對(duì)碳一化工科學(xué)研究特點(diǎn)，精選出具有碳一化工特色的科研課題，例如“CO2催化劑加氫制備甲醇反應(yīng)研究”、“二氧化碳、甲烷催化催化重整反應(yīng)性能研究”、“二氧化碳、氫氣一步法制備二甲醚反應(yīng)性能研究”等。讓學(xué)生與世界先進(jìn)的科學(xué)研究技術(shù)接軌，了解目前碳一化工科學(xué)研究動(dòng)向。深入了解碳一化工反應(yīng)機(jī)理，直接接觸科研實(shí)踐活動(dòng)。

本科生經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，在課余時(shí)間可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的科研實(shí)驗(yàn)操作，能夠有效緩解教師和研究生工作壓力。經(jīng)過理論學(xué)習(xí)和科研實(shí)驗(yàn)理解能夠形成自己提出問題、解決問題的能力，在課題組的科研研討過程中能夠提出問題并給出建設(shè)性意見，大大提高教師和研究生的科研效率。此過程也極大地培養(yǎng)了本科生的科學(xué)研究興趣，建了科研自信，潛移默化的提高自己的理論學(xué)習(xí)興趣，形成良性循環(huán)。碩士生在“本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式應(yīng)用到科研教育中起到 “紐帶”作用。 相對(duì)于本科生，接觸科研課題更早、更深入，能夠利用自己所掌握的知識(shí)作為科研助手和教學(xué)助手幫助指導(dǎo)教師分擔(dān)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)本科生的實(shí)驗(yàn)操作和科研分析能力可以協(xié)助研究生的科研活動(dòng)，促進(jìn)科研分析能力。學(xué)校范圍內(nèi)定期組織碳一化工相關(guān)研討會(huì)，促進(jìn)本科生-碩士生-導(dǎo)師之間的相互交流，相互學(xué)習(xí)。該學(xué)術(shù)活動(dòng)可以促進(jìn)教師對(duì)本科生和研究生進(jìn)行理論知識(shí)和學(xué)術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)還可以促進(jìn)研究組之間的學(xué)術(shù)交流，有利于解決科研問題。

3 “本-碩-師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

隨著應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，在提高學(xué)生工程與創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中，必須要注重學(xué)生實(shí)踐教學(xué)。我校將碳一化工實(shí)踐教學(xué)分為校內(nèi)虛擬仿真工廠實(shí)踐教學(xué)和校外工廠實(shí)習(xí)基地實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，學(xué)生要在校內(nèi)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)，碳一化工由于高溫、高壓、易燃、易爆、高危險(xiǎn)、高度集成和大型化等特點(diǎn)，在理論教學(xué)常規(guī)教學(xué)過程中，存在無法實(shí)現(xiàn)、無法開展等問題；另外學(xué)生在沒有工程實(shí)踐教學(xué)背景的前提下，直接進(jìn)入工廠實(shí)踐學(xué)習(xí)，會(huì)存在理解不深，接受困難等問題。所以我們建立了以碳一化工為基礎(chǔ)的國家級(jí)“化工過程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”，設(shè)立了以甲醇合成為教學(xué)模型的虛擬仿真工廠，該工廠為1∶10比例的60萬t合成氣制甲醇微型工廠，包含甲醇合成、精餾兩大工段和DCS控制系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)踐要求設(shè)計(jì)了部分可拆裝設(shè)備，以便學(xué)生拆裝、認(rèn)識(shí)掌握設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)；情景化的真實(shí)操作，實(shí)現(xiàn)學(xué)生熟悉掌握化工單元操作、化工工藝過程、過程裝備與自動(dòng)控制、操作優(yōu)化、化工安全與環(huán)保、節(jié)能、操作規(guī)程等實(shí)踐教學(xué)目的。指導(dǎo)教師對(duì)碩士研究生進(jìn)行全方位仿真教學(xué)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)，碩士研究生在牢固掌握甲醇仿真工廠的工藝流程，工藝參數(shù)，工程操作的基礎(chǔ)上，組織“家庭”內(nèi)部本科生進(jìn)行虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)，指導(dǎo)教師在完成必要的教學(xué)講解之后，碩士生再對(duì)本科生進(jìn)行分散指導(dǎo)，這種小規(guī)模校內(nèi)虛擬仿真實(shí)踐練習(xí)，能夠避免學(xué)生統(tǒng)一集中式虛擬仿真實(shí)習(xí)過程中“看不到、進(jìn)不去、不能碰、搞不清”等常遇到的問題。

在完成校內(nèi)虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)后，學(xué)生對(duì)工廠實(shí)際生產(chǎn)有了初步的認(rèn)識(shí)和了解。在此基礎(chǔ)上，為了讓學(xué)生緊跟行業(yè)發(fā)展、了解市場(chǎng)需要、掌握工廠實(shí)踐生產(chǎn)情況，學(xué)校與“彰武金源化工有限公司”、“高化學(xué)碳一化工研究所有限公司”等碳一化工相關(guān)工廠簽訂了校外實(shí)習(xí)基地協(xié)議。通過進(jìn)入工廠的實(shí)踐過程，使學(xué)生在校期間得到在企業(yè)實(shí)習(xí)的鍛煉機(jī)會(huì)，有條件就復(fù)雜工程問題與工程人員進(jìn)行有效的溝通和交流。盡早明確本專業(yè)特點(diǎn)及今后的就業(yè)方向，明晰大學(xué)目標(biāo)。碳一化工相關(guān)工廠與教師有技術(shù)合作基礎(chǔ)，教師部分科研內(nèi)容在工廠里進(jìn)行，導(dǎo)師可以帶領(lǐng)“家庭中”的碩士生和本科生深入工廠，這種合作方式給研究生和本科生提供了充分的實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。工廠實(shí)習(xí)期間，碩士研究生在保證生產(chǎn)安全的同時(shí)，開展科研活動(dòng)，協(xié)助導(dǎo)師對(duì)本科生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐指導(dǎo)；本科生同時(shí)也能夠協(xié)助碩士生在工廠科研活動(dòng)，相互協(xié)助，共同進(jìn)步。

4 結(jié)語

碳一化工是當(dāng)前化工行業(yè)熱點(diǎn)研究方向，相關(guān)教學(xué)能夠突出化工專業(yè)特色，緊跟行業(yè)發(fā)展形勢(shì)，與時(shí)俱進(jìn)，為培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求應(yīng)用型高端人才提供有力支持?！氨究粕?碩士生-導(dǎo)師”三位一體家庭化培養(yǎng)模式應(yīng)用于碳一化工理論教學(xué)、科研教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，可以有效的緩解高校教師壓力，營(yíng)造出本科生、研究生、指導(dǎo)教師之間的相互交流、相互促進(jìn)、教學(xué)相長(zhǎng)、共同進(jìn)步的良好教學(xué)氛圍。總的來說該模式教學(xué)取得了一定的教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。該教學(xué)模式在應(yīng)用的同時(shí)也在不斷的持續(xù)改進(jìn)，相關(guān)的教學(xué)管理等仍需要進(jìn)一步探索和研究。